1、算例描述

十字翼导弹，即指采用十字形布局尾翼设计的导弹, 四个弹翼彼此呈90度角分布，从俯视或仰视角度看呈现为十字形状，这种布局方式有利于导弹保持飞行轨迹的稳定性。

本文以十字翼导弹为研究对象，使用秩益科技Dimaxer2023R2对其进行数值模拟。

2、计算状态

2.1 模型

模型根据NASA技术文献搭建，模型状态显示如下图：

2.2 网格

计算模型采用半模计算，网格使用全六面体网格（Hex8），第一层网格高度约为6E-5m，网格数量在190W左右。

2.3 边界条件和初场

计算状态：Ma=1.6，Y=0为对称边界，物面为无滑移壁面，外部边界使用压力远场。以AoA=40°为例，压力远场的参数如下图：

计算初始化条件设置均匀初场。

3、计算结果

利用Dimaxer的wall force监测功能，可以获得导弹物面法向力系数。

其时间序列的变化关系如下图所示：可以用来判断计算是否达到稳定状态。

由图可知：计算从均匀初场开始经过约0.01s左右，监测的法向力系数达到稳定状态。

以40°攻角为例，给出了不同视角下流场压力速度瞬时变化结果，以及给出X/D=6.2截面物面上压力系数和试验结果的对比：

通过涡识别判据Q准则，得到导弹周围流场的涡结构，如下所示：

下图给出了不同攻角下，法向力系数的仿真值和试验值的对比：

4、计算效率

本算例使用190W网格，四阶精度求解，约1.2亿求解点，使用了四张4090GPU卡，计算达到0.01s稳定，约需要70.3GPU时。

5、总结

使用Dimaxer 2023R2获得了超音速十字翼导弹外流场信息，不同攻角下法向力系数的仿真值与试验值吻合良好，且40°攻角下计算的表面压力系数与试验也较为符合，展现了Dimaxer对于超音速弹箭类的适用性。

另外，也展现Dimaxer 2023R2对于具有上亿求解点算例的计算效率。

References：

[1] Stallings R L J , Lamb M , Watson C B .Effect of Reynolds number on stability characteristics of a cruciform wing-body[J].  1980.